KR101895795B1 - 열차단실드가 구비된 증착챔버 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 열차단실드가 구비된 증착챔버에 관한 것으로, 본 발명에 따르면, 증착챔버 내에 마련되는 증착공간의 하측에 배치되며, 상측에는 상기 증착물질이 분사되는 분사노즐이 다수 형성되어 있고, 상기 증착공간 내에 위치된 기판 측으로 증착물질을 증발시켜주는 도가니; 상기 도가니의 주변에 인접하도록 배치되어 상기 도가니 내에 수용된 상기 증착물질이 증발될 수 있도록 상기 도가니를 가열시켜주는 히터; 및 상기 도가니의 상측에 배치되어 상기 도가니 또는 상기 히터 측으로부터 발생되는 열이 상기 기판 측으로 전달되지 않도록 냉각시켜주는 쿨링플레이트; 를 포함하되, 상기 분사노즐을 통하여 상기 증착물질이 증발되어 분사될 수 있도록 상기 분사노즐을 상측으로 노출시켜주는 노즐홀이 상기 쿨링플레이트에 다수 형성되어 있으며, 상기 노즐홀에서 상기 분사노즐과 상기 쿨링플레이트 사이의 이격공간을 통하여 상기 히터 또는 상기 도가니의 열이 상기 기판 측으로 전달되는 것을 억제시키기 위하여 상기 쿨링플레이트와 상기 분사노즐 사이에 위치하여 상기 이격공간을 엄폐시켜주는 열차단실드;를 더 포함하므로 기판 측으로의 열전달을 억제시킬 수 있으며, 쿨링플레이트, 리플렉터실드 및 열차단실드에 의한 열차단효율이 증진되며, 기판의 변형발생 또는 기판상의 유기막 결함발생을 억제 또는 예방시킬 수 있는 기술이 개시된다.

Description

열차단실드가 구비된 증착챔버{Deposition Chamber including Heat Blocking Shield}
본 발명은 진공기화증착(Evaporator)장비와 같은 증착챔버에 장착되어 기판에 증착시킬 증착물질을 증발시켜주는 증착챔버에 관한 것으로, 보다 상세하게는 증착과정에서 쿨링플레이트 및 리플렉터실드의 노즐홈과 도가니의 분사노즐 사이의 틈을 통해 열이 기판 측으로 전달되는 것을 억제할 수 있는 증착챔버에 관한 것이다.
유기발광소자 제조에 있어서, 기판 상에 유기막을 형성시키는 공정은 통상 도가니, 히터, 쿨링플레이트 등을 포함하는 증착챔버 내에서 이루어지며, 도가니 내부에 증착물질을 내재시키고 히터에 의하여 도가니를 가열시킴으로써 증착물질을 증발시켜서 기판 상에 유기막을 증착시키게 된다.
여기서, 도가니 내의 증착물질을 증발시키기 위하여 히터를 통해 도가니를 상당한 고온으로 가열시키므로 도가니와 히터 이외의 부분에 대하여 열이 전달되는 것을 억제시킬 필요가 있었다.
따라서, 도가니와 기판 사이에 쿨링플레이트와 리플렉터실드를 배치시켜서 도가니 또는 히터의 열이 기판으로 전달되는 것을 억제하였으며, 관련 선행기술로서 대한민국 공개특허 10-2011-0032695호 (발명의 명칭 : 유도가열 금속 증착원. 이하 선행기술 1) 등에서는 발열부에 의한 도가니의 고열이 반도체 기판에 전열되는 것을 차단함으로써 고열에 의한 기판의 손상을 방지하고자 하였다.
그러나, 선행기술1 등 종래기술에서는 다음과 같은 문제점이 있었다. 즉, 쿨링플레이트 및 리플렉트실드 각각에는 도가니의 분사노즐이 노출되기 위한 노즐홈이 형성되어 있었다.
쿨링플레이트 및 리플렉트실드에 형성된 노즐홈과 도가니의 분사노즐 사이에 틈이 있었는데 이 틈을 통하여 올라오는 열이 기판 측에 전달되므로 기판에 열변형이 발생하게 되는 문제점이 있었다.
본 발명의 목적은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 증착과정에서 쿨링플레이트 및 리플렉터실드의 노즐홈과 도가니의 분사노즐 사이의 틈을 통해 열이 기판 측으로 전달되는 것을 억제할 수 있는 증착챔버를 제공함에 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 열차단실드가 구비된 증착챔버는, 증착챔버 내에 마련되는 증착공간의 하측에 배치되며, 상측에는 상기 증착물질이 분사되는 분사노즐이 다수 형성되어 있고, 상기 증착공간 내에 위치된 기판 측으로 증착물질을 증발시켜주는 도가니; 상기 도가니의 주변에 인접하도록 배치되어 상기 도가니 내에 수용된 상기 증착물질이 증발될 수 있도록 상기 도가니를 가열시켜주는 히터; 및 상기 도가니의 상측에 배치되어 상기 도가니 또는 상기 히터 측으로부터 발생되는 열이 상기 기판 측으로 전달되지 않도록 냉각시켜주는 쿨링플레이트; 를 포함하되, 상기 분사노즐을 통하여 상기 증착물질이 증발되어 분사될 수 있도록 상기 분사노즐을 상측으로 노출시켜주는 노즐홀이 상기 쿨링플레이트에 다수 형성되어 있으며, 상기 노즐홀에서 상기 분사노즐과 상기 쿨링플레이트 사이의 이격공간을 통하여 상기 히터 또는 상기 도가니의 열이 상기 기판 측으로 전달되는 것을 억제시키기 위하여 상기 쿨링플레이트와 상기 분사노즐 사이에 위치하여 상기 이격공간을 엄폐시켜주는 열차단실드;를 더 포함하는 것을 하나의 특징으로 할 수도 있다.
여기서, 상기 쿨링플레이트의 상측에 배치되며, 상기 기판의 온도가 상승되는 것을 억제시켜주는 리플렉터 실드(reflecter shield); 를 더 포함하는 것을 또 하나의 특징으로 할 수도 있다.
나아가, 상기 리플렉터 실드에는 다수의 상기 노즐홀이 형성된 상기 쿨링플레이트의 상측 형상에 대응하여 다수의 노즐홀이 형성되어 있고, 상기 열차단실드는 상기 리플렉터실드 및 상기 분사노즐 사이의 이격공간 또한 엄폐시켜주는 것을 또 하나의 특징으로 할 수도 있다.
여기서, 상기 열차단실드의 재질은 서스인 것을 또 하나의 특징으로 할 수도 있다.
여기서, 상기 분사노즐은 수직방향에 대하여 소정의 각도만큼 틸트(tilt)되도록 형성되어 있으며, 상기 열차단실드는 상기 이격공간을 엄폐시키되 상기 분사노즐의 분사방향으로는 개방이 되도록 상기 분사노즐과 동일한 방향으로 소정의 각도만큼 틸트되어 개방된 것을 또 하나의 특징으로 할 수도 있다.
여기서, 상기 열차단실드는 상기 노즐홀 또는 상기 분사노즐의 개수에 대응하여 다수개가 마련된 것을 또 하나의 특징으로 할 수도 있다.
본 발명에 따른 열차단실드가 구비된 증착챔버는 도가니의 분사노즐과 쿨링플레이트 및 리플렉트실드의 노즐홀 사이의 틈을 엄폐시키므로 기판 측으로의 열전달을 억제시킬 수 있으며, 쿨링플레이트, 리플렉터실드 및 열차단실드에 의한 열차단효율이 증진된다. 따라서, 열에 의한 기판의 변형발생 또는 기판상의 유기막 결함발생을 억제 또는 예방시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 열차단실드가 구비된 증착챔버의 일부분을 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 열차단실드가 구비된 증착챔버의 일부분을 개략적으로 나타낸 분해사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 열차단실드가 구비된 증착챔버의 일부분을 개략적으로 나타낸 측단면도이다.
이하에서는 본 발명에 대하여 보다 구체적으로 이해할 수 있도록 첨부된 도면을 참조한 바람직한 실시 예를 들어 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 열차단실드가 구비된 증착챔버의 일부분을 개략적으로 나타낸 사시도이고, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 열차단실드가 구비된 증착챔버의 일부분을 개략적으로 나타낸 분해사시도이며, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 열차단실드가 구비된 증착챔버의 일부분을 개략적으로 나타낸 측단면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 열차단실드가 구비된 증착챔버는 도가니, 히터, 쿨링플레이트, 및 열차단실드를 포함하여 이루어지며, 바람직하게는 리플렉터실드(reflecter shield)를 더 포함하여 이루어진다.
도가니(400)는 진공기화증착(Evaporator)와 같은 증착챔버 내에 마련되는 증착공간의 하측에 배치되며, 증착공간 내에 위치된 기판 측으로 증착물질을 증발시켜준다. 여기서, 증착공간의 상측으로는 증착물질이 증착될 기판(미도시)이 인입되고, 증착 후에는 다시 증착챔버의 외부로 반출되어진다.
증착챔버 내 증착공간에 위치한 기판측으로 증착물질을 증발시키기 위하여 도가니(400)는 내측에 증착물질을 수용할 수 있는 공간을 마련하고 있으며, 후술할 히터(500) 측으로부터 열에너지를 공급받아서 증착물질을 고르게 가열시켜준다.
이러한 도가니(400)의 상측에는 증발된 증착물질이 분사되어 기판 측으로 날아갈 수 있도록 다수의 분사노즐(410)이 형성되어 있다. 따라서 도가니(400)에서 증발된 증착물질은 다수의 분사노즐(410)을 통해 분사되어 도가니(400)의 상측에 위치하는 기판의 표면에 증착된다.
히터(500)는 도가니(400)에 인접하도록 배치된다. 바람직하게는 도가니(400)를 에워싸듯이 주변에 배치된다. 도가니(400) 내에 수용된 증착물질이 증발될 수 있도록 도가니(400)를 가열시켜준다. 이러한 히터(500)는 외부로부터 전기에너지를 공급받아서 열에너지로 전환시키고, 히터(500)로부터 나오는 열에너지가 도가니(400)를 가열시켜줌으로써 증착물질이 증발될 수 있게 된다.
쿨링플레이트(300)(cooling plate)는 도가니(400)의 상측에 배치되어 도가니(400) 또는 히터(500)측으로부터 발생되는 열이 기판 측으로 전달되는 것을 억제하기 위하여 냉각된다.
히터(500)와 도가니(400)의 뜨거운 열은 증착물질을 증발시키기 위하여 필수적으로 요구되는 것이지만, 이러한 열이 기판에 전달되어 기판이 과열되면 열팽창 등으로 인하여 변형이 발생될 수 있으며 이로 인해 제품생산수율에 크나큰 악영향을 미칠 수 있으므로 열이 기판 측으로 전달되지 않도록 쿨링플레이트(300)는 냉각된다.
이러한 쿨링플레이트(300)는 내부에 냉각파이프라인(미도시)이 설치되어 있으므로 냉각파이프라인을 따라 순환하는 물과 같은 냉매에 의해 냉각되어진다.
그리고, 쿨링플레이트(300)에는 도면에서 참조되는 바와 같이 도가니(400)의 분사노즐(410)을 통하여 증착물질이 증발되어 분사될 수 있도록 분사노즐(410)을 상측으로 노출시켜주는 노즐홀이 다수 형성되어 있다.
따라서, 도면에서 참조되는 바와 같이 도가니(400)의 분사노즐(410)이 쿨링플레이트(300)의 노즐홀을 통해 관통하듯이 위치되어 있다.
리플렉터실드(100)(reflecter shield)는 쿨링플레이트(300)의 상측에 배치된다. 이러한 리플렉터실드(100)는 히터(500) 또는 도가니(400)측으로부터 오는 열이 기판 측으로 전달되지 않도록 열을 반사하는 열반사판 역할을 한다.
그리고 리플렉터실드(100) 또한 쿨링플레이트(300)와 마찬가지로 노즐홀(110)이 다수 형성되어 있다. 즉, 도가니(400)의 분사노즐(410)을 통하여 증착물질이 증발되어 분사될 수 있도록 분사노즐(410)을 상측으로 노출시켜주는 노즐홀(110)이 리플렉터실드(100)에도 다수 형성되어 있다.
따라서, 도면에서 참조되는 바와 같이 도가니(400)의 분사노즐(410)이 리플렉터실드(100)의 노즐홀(110)을 통해 관통하듯이 노출되어 있다.
열차단실드(200)는 리플렉터실드(100) 및 분사노즐(410) 사이의 틈과 같은 이격공간을 엄폐시켜준다. 이를 위해 열차단실드(200)는 도면에서 참조되는 바와 같이 리플렉터실드(100)의 상측에 위치되며, 리플렉터실드(100)의 상측에서 리플렉터실드(100)와 결합되는 것 또한 바람직하다.
이러한 열차단실드(200)는 노즐홀(110) 또는 분사노즐(410)의 개수에 대응하여 다수개가 마련된 것이 바람직하다.
아울러, 열차단실드(200)는 분사노즐(410)을 통해 증착물질이 분사되는 것을 방해하지 않도록 도면에서 참조되는 바와 같이 홀이 형성되어 있으며, 이 홀의 내경은 분사노즐(410)의 외경의 크기를 고려하여 분사노즐(410)의 외경보다 약간 크게 형성되는 것이 바람직하다.
또한 도면에서 참조되는 바와 같이 도가니(400)의 분사노즐(410)이 수직방향에 대하여 소정의 각도만큼 틸트(tilt)되어 형성된 경우 열차단실드(200)는 이격공간을 엄폐시키되 분사노즐(410)의 분사방향으로 개방이 되도록 분사노즐(410)과 동일한 방향으로 소정의 각도만큼 틸트되어 개방된 것이 바람직하다.
그리고, 열차단실드(200)는 분사노즐(410)과는 접촉되지 않는 것이 바람직하다.
이와 같은 열차단실드(200)의 재질은 서스(sus)인 것이 바람직하다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 열차단실드가 구비된 증착챔버는 도가니의 분사노즐과 쿨링플레이트 및 리플렉트실드의 노즐홀 사이의 틈이 엄폐되므로 기판 측으로의 열전달을 억제시킬 수 있으며, 쿨링플레이트, 리플렉터실드 및 열차단실드에 의한 열차단효율이 증진된다. 따라서 기판의 변형발생 또는 기판상의 유기막 결함발생을 억제 또는 예방시킬 수 있는 장점이 있다.
이상에서 설명된 바와 같이, 본 발명에 대한 구체적인 설명은 첨부된 도면을 참조한 실시 예들에 의해서 이루어졌지만, 상술한 실시 예들은 본 발명의 바람직한 실시 예를 들어 설명하였을 뿐이기 때문에, 본 발명이 상기의 실시 예에만 국한되는 것으로 이해되어져서는 아니되며, 본 발명의 권리범위는 후술하는 청구범위 및 그 등가개념으로 이해되어져야 할 것이다.
100 : 리플렉터실드 200 : 열차단실드
300 : 쿨링플레이트 400 : 도가니
110, 310 : 노즐홀 410 : 분사노즐
500 : 히터

Claims (6)

  1. 증착챔버 내에 마련되는 증착공간의 하측에 배치되며, 상측에는 증착물질이 분사되는 분사노즐이 다수 형성되어 있고, 상기 증착공간 내에 위치된 기판 측으로 증착물질을 증발시켜주는 도가니;
    상기 도가니의 주변에 인접하도록 배치되어 상기 도가니 내에 수용된 상기 증착물질이 증발될 수 있도록 상기 도가니를 가열시켜주는 히터; 및
    상기 도가니의 상측에 배치되어 상기 도가니 또는 상기 히터 측으로부터 발생되는 열이 상기 기판 측으로 전달되지 않도록 냉각시켜주는 쿨링플레이트; 를 포함하되,
    상기 분사노즐을 통하여 상기 증착물질이 증발되어 분사될 수 있도록 상기 분사노즐을 상측으로 노출시켜주는 노즐홀이 상기 쿨링플레이트에 다수 형성되어 있으며,
    상기 노즐홀에서 상기 분사노즐과 상기 쿨링플레이트 사이의 이격공간을 통하여 상기 히터 또는 상기 도가니의 열이 상기 기판 측으로 전달되는 것을 억제시키기 위하여 상기 쿨링플레이트와 상기 분사노즐 사이에 위치하여 상기 이격공간을 엄폐시켜주는 열차단실드;를 더 포함하고,
    상기 분사노즐은 수직방향에 대하여 소정의 각도만큼 틸트(tilt)되도록 형성되어 있으며,
    상기 열차단실드는 상기 이격공간을 엄폐시키되 상기 분사노즐의 분사방향으로는 개방이 되도록 상기 분사노즐과 동일한 방향으로 소정의 각도만큼 틸트되어 개방된 것을 특징으로 하는,
    열차단실드가 구비된 증착챔버.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 쿨링플레이트의 상측에 배치되며, 상기 기판의 온도가 상승되는 것을 억제시켜주는 리플렉터실드(reflecter shield); 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
    열차단실드가 구비된 증착챔버.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 리플렉터 실드에는 다수의 상기 노즐홀이 형성된 상기 쿨링플레이트의 상측 형상에 대응하여 다수의 노즐홀이 형성되어 있고,
    상기 열차단실드는 상기 리플렉터실드 및 상기 분사노즐 사이의 이격공간 또한 엄폐시켜주는 것을 특징으로 하는,
    열차단실드가 구비된 증착챔버.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 열차단실드의 재질은 서스인 것을 특징으로 하는,
    열차단실드가 구비된 증착챔버.
  5. 삭제
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 열차단실드는 상기 노즐홀 또는 상기 분사노즐의 개수에 대응하여 다수개가 마련된 것을 특징으로 하는,
    열차단실드가 구비된 증착챔버.


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